CN106134292B - 发光模块 - Google Patents

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Abstract

根据实施例的发光模块包括：第一至第N发光元件包(N为大于等于0的正整数)，这些发光元件包之间相互串联连接；以及电流强度调节器，用于调节流经所述第N发光元件包的电流强度。第一至第N发光元件包中的每一个发光元件包都包括：含有多个子核的发光核，包括至少一个发光元件，并且相互串联或并联连接；以及闪变控制单元，被连接在所述多个子核之间，且根据外部驱动电压的强度有选择性地为通过发光核的电流形成通路。在第一至第N发光元件包之中，至少有一个发光元件包还包括被连接至所述发光核输出端的第一电流控制电阻。

Description

发光模块
技术领域
本发明的实施方案涉及一种发光模块。
背景技术
发光二极管(LED)是一种可以将电流转变为红外线或其它可见光的半导体设备，其是利用了复合半导体的特征来改变信号，并被作为光源来使用。
出于自身物理性质或化学性质的原因，III至V副族的氮化物半导体已经是被公众所熟知的用于诸如发光二极管(LED)或激光二极管(LD)等发光元件的核心物质
上述发光二极管因为不含有白炽灯或荧光灯等现有照明设备中使用的汞(Hg)等对环境有害的物质，同时具有寿命长、低能耗等特性，从而成为了现有光源的一个代替品。
一般而言，一个发光模块会包含一个发光元件包，该发光元件包会含有诸如LED等发光元件。
图1是一个显示纹波电压波形的图示，该波形通过全波整流一个现有发光模块的交流电(AC)电压而得。图中，V代表电压，I代表电流。
通常情况下，如果一个LED被用作发光设备，则多个LED串联或并联连接，并且可通过发光模块中的一个驱动集成电路(IC)来控制这些LED的开关。该用于控制多个LED的驱动IC通常整合一个交流驱动电压，并依据被整流的纹波电压V水平变化来依次打开或关闭多个LED。此时，通过改变所用驱动电压的周期和强度，总谐波失真(total harmonicdistortion,THD)和功率系数(PF)就可以被确定。参考图1的波形图，所述的LED会因纹波电压V的特性而进行反复的开和关。也就是说，在全波整流纹波电压V的周期内，具有预定模式的电流I会在纹波电压V等于或高于一个预定电压的时间段内被持续提供以打开该LED，并且在纹波电压V低于所述预定电压的时间段10中时，将不再提供所述电流I以关闭发光二极管。
如前文所述，因为现有的发光模块会在一个很短的时间段内控制发光二极管的开或关，所以电压闪变的现象将不可避免的发生。尽管电压闪变现象(flicker)难以被肉眼察觉，但当一个人长时间处在电压闪变现象中时，将使人烦躁或者极易产生疲劳感。
图2是反应一般闪变现象指数的图表，其中横坐标表示时间，纵坐标表示光输出。
闪变现象指数可以反应闪变现象的程度。由图2可知，所述的闪变现象指数可用下列公式1来表示：
公式1：
根据图2所示的，其中，A1表示电压高于光输出平均值AV部分的上方区域面积，A2表示电压低于光输出平均值AV部分的下方区域面积。也就是说，闪变现象指数可表示为一个上方区域面积占总区域的比例值。这样的闪变现象指数的取值范围为0到1。
由图1和图2可知，随着电流强度差异的增加，上述闪变现象指数也会随之增大，因而需要改善这种现象。另外，所述发光模块需要被设计成能够经受高压的发光模块。
发明内容
技术问题
本发明提供一种可以改善闪变现象指数，并可以经受高压的发光模块。
问题解决方案
在一个实施方案中，一种发光模块可能包括第一到第N(其中N为大于等于1的正整数)发光元件包以及电流强度调节器，所述发光元件包彼此串联连接，所述电流强度调节器用于调节流经所述第N发光元件包的电流强度。所述第一至第N发光元件包中的每个发光元件包都包括发光核和开/关控制器；每个所述发光核包括至少一个发光元件并包括多个子核，所述多个子核彼此串联或并联连接；所述开/关控制器连接在所述多个子核之间，并根据外来驱动电压的强度在所述发光核中有选择性地生成供电流流通的通路。所述第一至第N发光元件包中的至少一个发光元件包还包括第一电流调节电阻，该第一电流调节电阻连接至所述发光核的输出端。所述开/关控制器包括第一参考电压生成器，该第一参考电压生成器使用所述多个子核间的节点与所述开/关控制器的输出端之间的电压来生成第一参考电压，并且其中所述开/关控制器通过使用所述第一参考电压在所述发光核中形成供电流流通的所述通路。
例如，所述开/关控制器可包括第一电流控制集成电路(IC)，用于控制所述发光核内的电流。
例如，所述发光模块还包括第一浪涌保护单元，该浪涌保护单元设置在所述第N发光元件包与所述电流强度调节器之间，用于保护所述发光模块免受小于等于预定电压的浪涌电压的危害。
例如，所述第一浪涌保护单元可包括场效应晶体管，该场效应晶体管包括：连接至所述第N发光元件包的漏极，用来接收所述外部驱动电压的栅极，以及连接至所述电流强度调节器的源极。
例如，所述发光模块还可包括整流器，用来调整交流(AC)外部驱动电压，并提供整流后的外部驱动电压至所述第一至第N发光元件包。
例如，所述发光模块还可包括第二浪涌保护单元，并联连接至所述整流器，用以保护所述发光模块免受大于所述预定电压的浪涌电压的危害。
例如，所述第二浪涌保护单元还可包括变阻器，并联连接至所述整流器。
例如，所述发光模块还可包括熔断器，设置在所述AC外部驱动电压与所述整流器之间。
例如，所述发光模块还可能包括：齐纳电阻，该齐纳电阻的一端连接至位于所述整流器和所述第一发光元件包之间的第一节点；以及齐纳二极管，该齐纳二极管的阳极连接至所述齐纳电阻的另一端，阴极连接至所述电流强度调节器。
例如，所述多个子核可包括：第一子核，包括相互并联连接的多个发光元件；以及第二子核，串联连接至所述第一子核并包括相互并联连接的多个发光元件。
例如，所述开/关控制器还可包括：第一开关元件，连接在所述多个子核间的节点与所述发光核的输出端之间，用以响应于第一开关控制信号来执行开关动作；第一比较器，比较所述发光核的所述输出端的电压和第一参考电压，并输出比较结果作为所述第一开关控制信号；以及第一电流源，连接在所述发光核的所述输出端与所述开/关控制器的所述输出端之间。
例如，所述开/关控制器还可包括第一模式选择器，用来控制所述第一电流源的电流。
例如，所述电流强度调节器可包括：第二电流调节电阻；第二开关元件，连接在所述源极和所述第二电流调节电阻的一端之间，用以响应于第二开关控制信号来执行开关动作；第二比较器，比较所述第二电流调节电阻一端的电压与第二参考电压，并输出比较结果作为所述第二开关控制信号；第二参考电压生成器，使用所述源极与所述第二电流调节电阻另一端之间的电压来生成所述第二参考电压；以及第二电流源，连接在所述第二电流调节电阻的两端之间。
例如，所述的发光模块还可包括第二模式选择器，用来控制所述第二电流源的电流。
例如，所述发光模块还可包括填谷电路，用来减少所述整流后外部驱动电压的最大值与最小值之间的强度差，并输出该强度差。所述填谷电路可包括：第一二极管，包括一阳极被连接至所述整流后外部驱动电压的低电势位；第一电容，连接在所述整流后外部驱动电压的高电势位与所述第一二极管的阴极之间；第二二极管，包括一阳极被连接至所述第一二极管的阴极；第三二极管，包括阳极和阴极，该阳极和阴极分别被连接至所述第二二极管的阴极和所述整流后外部驱动电压的所述高电势位；以及第二电容，连接在所述第二二极管的阴极与所述整流后外部驱动电压的所述低电势位之间。
例如，所述发光模块还可包括第一浪涌保护单元，该第一浪涌保护单元被设置在所述填谷电路和所述第一发光元件包之间，用来保护所述发光模块免受小于或等于预定电压的浪涌电压的危害。
例如，所述发光模块还可包括第一浪涌保护电路，该第一浪涌保护电路被设置在所述第一发光元件包和所述第二发光元件包之间，用来保护所述发光模块免受小于或等于预定电压的浪涌电压的危害。
例如，所述强度差被减少了预定强度，该预定强度为所述强度差的40％至50％之间。
在另一实施例中，一种发光模块可包括：第一至第N(其中N为大于或等于1的正整数)发光元件包，每个发光元件包相互之间电连接；整流器，用来调整交流AC外部驱动电压；以及填谷电路，用来减少经过所述整流器调整过的所述外部驱动电压的最大值和最小值之间的差值，并将强度被减小的外部驱动电压输出至第一至第N发光元件包。所述第一至第N发光元件包中的每一个发光元件包包括：发光核，每个发光核包括至少一个发光元件并包括多个子核，所述多个子核相互串联或并联连接；以及开/关控制器，连接在所述多个子核之间，并根据所述外部驱动电压的减小强度有选择性地在所述发光核中形成供电流通过的通路。所述开/关控制器包括第一参考电压生成器，该第一参考电压生成器使用所述多个子核间的节点与所述开/关控制器的输出端之间的电压来生成第一参考电压。所述开/关控制器通过使用所述第一参考电压在所述发光核中形成供电流流通的所述通路。
有益效果
根据本实施例的发光模块使用填谷电路来减少驱动电流的最大值与最小值之差，从而改善闪变效果；进一步使用第一和第二电流调节电阻来减少闪变现象指数，并使用第一浪涌保护单元来保证其免受高浪涌电压的危害。
附图说明
图1为现有发光模块中通过对交流(AC)电压全波整流而得到的纹波电压的波形图。
图2为一般意义上的闪变现象指数图示。
图3为依据一实施例的发光模块的电路图。
图4为图3中所示开/关控制器的实施例电路图。
图5a至图5c为图3所示发光模块中包括或不包括其中所示的填谷电路时，用于驱动第一至第N发光元件包的驱动信号的波形图。
图6为当图3所示发光模块中不包括第一和第二电流调节电阻时，用于驱动第一至第N发光元件包的电流波形图。
图7为当图3所示发光模块中包括第一和第二电流调节电阻时，用于驱动第一至第N发光元件包的驱动电流波形图。
图8a至图8c为分别使用图6和图7所示波形来施加驱动电流时，打开和关闭子核的状态图。
具体实施方式
在下文中，将会参考附图对一些典型实施方案进行细节描述，这些实施方案还可能有多种方法进行改进。但是，这些实施方案并非是对本发明所揭露内容的限制，这些实施方案只是为了更好的理解本发明所揭露的内容而提出。
另外，在说明书以及权利要求书中所使用的一些相关词语，诸如“第一”和“第二”、“顶部的/上部的/上面的”、“底部的/下部的/下面的”等仅仅只是为了区分一个物件或元件与另一个物件或元件，并非是描述物件、元件或某个特定指令之间的物理关系或逻辑关系所必需的。
图3根据一实施例的发光模块100的电路图。
参见图3，发光模块100包括熔断器110、整流器120、第一到第N发光元件包130-1至130-N、电流强度调节器140、第一和第二浪涌保护单元150和160以及填谷电路170。此处的N是一个大于等于1的正整数。下文仅仅只是为了便于理解实施方案而假设N＝2，但具体实施方案并不仅限于此。也就是说，当N大于2或小于2时，下文对本发明的描述依旧适用。
首先，第一和第二发光元件包串联连接。第一发光元件包130-1包括发光核(cell)132-1和开/关控制器134-1。第二发光元件包130-2包括发光核132-2和开/关控制器134-2。
第一发光元件包130-1中包括的发光核132-1可包括多个子核132-1-1和132-1-2。如图3所示，尽管图中的多个子核可串联连接，但实施方案并不局限于此。也就是说，根据另一实施方案，多个子核132-1-1与132-1-2也可以相互之间并联连接。多个子核132-1-1与132-1-2中的每一个子核都包括至少一个发光元件。举例来说，在多个子核中，第一子核132-1-1可包括并联连接的两个发光元件D11和D12，而第二子核132-1-2可包括并联连接的两个发光元件D21和D22。根据不同于图3的另一实施方案，第一和第二子核132-1-1和132-1-2中分别包括的发光元件D11和D12或者D21和D22，可彼此串联连接。
与第一发光元件包130-1相似地，第二发光元件包130-2中包括的发光核132-2包括多个子核132-2-1和132-2-2。如图3所示，多个子核132-2-1和132-2-2彼此可串联连接，但并不受限于此。也就是说，根据另一实施方案，多个子核132-2-1和132-2-2彼此可并联连接。多个子核132-2-1和132-2-2之中的每一个子核都包括至少一个发光元件。例如，在多个子核中，第一子核132-2-1可能包括并联连接的两个发光元件D31和D32，第二子核132-2-2可能包括并联连接的两个发光元件D41和D42。根据另一实施方案，与图3不同，第一和第二子核组132-2-1和132-2-2中分别包括的发光元件D31和D32或者D41和D42可彼此串联连接。
发光元件D11、D12、D21、D22、D31、D32、D41以及D42中的每一个发光元件例如可为发光二极管(LED)。所述的发光二极管可包括几个彩色发光二极管和一个紫外线(UV)发光二极管，彩色发光二极管可以发出诸如红、绿、蓝或白颜色的彩光，而紫外线发光二极管用来发出紫外线光。另外，实施方案并不局限于所述发光二极管D11、D12、D21、D22、D31、D32、D41以及D42的类型。
另外，第一发光元件包130-1中包括的开/关控制器134-1连接在多个子核132-1-1和132-1-2之间，并根据外部驱动电压VAC的强度在发光核132-1中有选择性地形成电流的通路。相似地，第二发光元件包130-2中包括的开/关控制器134-2连接在多个子核132-2-1和132-2-2之间，并根据外部驱动电压VAC的强度在发光核132-2中有选择性地形成电流的通路。
开/关控制器134-1和134-2之中的每一个可包括第一电流控制集成电路(IC)用来控制发光核132-1和132-2中流动的电流。
图4为图3所示开/关控制器134-1和134-2的实施例200的电路图。
参加图4，开/关控制器200包括开关元件210、比较器220、参考电压生成器230和电流源240。其中，如果开/关控制器200被实施为IC的形式，则其中可包括多个引脚C、A、D和M。这里，通过引脚C来感测电流，通过引脚A来接收电流，通过引脚K来输出电流，通过引脚M来调节电流源240中的电流强度。
如果图4所示开/关控制器200对应于图3所示第一发光元件包130-1中的开/关控制器134-1，则开关元件210被连接在位于子核132-1-1和132-1-2间的节点N3与发光核132-1的输出端N4之间，用以响应于开关控制信号来执行开关操作。在此情况下，引脚A被连接至子核132-1-1和132-1-2之间的节点N3，引脚C被连接至输出端N4。
举例来讲，尽管在图4中，开关元件210被实施为场效应晶体管(FET)Q1，但本发明的实施例并不限于此。在另一个实施方案中，开关元件210还可以被实施为双极型晶体管。
场效应晶体管Q1的漏极D被连接至子核132-1-1和132-1-2之间的节点N3(即引脚A)，其栅极接收开关控制信号，并且其源极S被连接至发光核132-1的输出端N4(即引脚C)。
比较器220将发光核132-1输出端N4(即引脚C)的电压同参考电压进行比较，并输出比较结果至开关元件210处作为开关控制信号。
参考电压生成器230使用子核组132-1-1和132-1-2间的节点N3与开/关控制器200的输出端N5(即引脚K)之间的电压来产生参考电压并将产生的参考电压输出给比较器220。
电流源240被连接在发光核132-1的输出端N4(即引脚C)与开/关控制器200的输出端N5(即引脚K)之间。此时，开/关控制器200还可包括至少一个模式选择器M。该模式选择器M用于改变电流源240中的电流强度。
如果图4所示的开/关控制器200对应于图3所示第二发光元件包中的开/关控制器134-2，则开关元件210被连接在子核132-2-1和132-2-2间的节点N6(即引脚A)与发光核132-2的输出端N7(即引脚C)之间，用于执行开关操作以响应于开关控制信号。举例来说，尽管开关元件210可以如图4所示被实施为场效应晶体管(FET)Q1，但实施方案不受限于此。根据另一实施方案，开关元件210还可以被实施为双极型晶体管。
场效应晶体管Q1的漏极被连接至子核132-2-1和132-2-2之间的节点N6(即引脚A)，其栅极接收开关控制信号，并且其源极被连接至发光核132-2的输出端N7(即引脚C)。
比较器220将发光核132-2输出端N7(即引脚C)处的电压与参考电压进行比较，并输出比较结果至开关元件210处作为开关控制信号。
参考电压生成器230使用子核132-2-1与132-2-2间的节点N6(即引脚A)与开/关控制器200的输出端N8(即引脚K)之间的电压来生成参考电压，并将生成的参考电压输出至比较器220.
电流源240被连接在发光核132-2的输出端N7(即引脚C)与开/关控制器200的输出端N8(即引脚K)之间。此时，开/关控制器200还可包括至少一个模式选择器M。该模式选择器M用于改变电流源240中的电流强度。
第一至第N发光元件包中至少有一个发光元件包还包括第一电流调节电阻，被连接至发光核的输出端。在图3中N＝2的情况下，尽管第一和第二发光元件包130-1和130-2之中的每一个发光元件包均包括第一电流调节电阻R1和R2，但实施方案并不限制于此。也就是说，根据另一实施方案，第一和第二发光元件包130-1和130-2中只有一个发光元件包含有第一电流调节电阻R1和R2。
再次参考图3，第一浪涌保护单元150被设置在第N发光元件包(在N＝2的情形下，该发光元件包为130-2)与电流强度调节器140之间，用来保护发光模块100中的各个电路器件免受预定电压值或更小电压值的浪涌电压(或者可承受电压)的危害。为了达到前述目的，第一浪涌保护单元150可以被实施为场效应晶体管Q2。也就是说，场效应晶体管Q2包括连接至第N发光元件包130-2的漏极、用于接收外部驱动电压的栅极以及连接至电流强度调节器140的源极。举例来说，预定电压可以是300伏特到800伏特之间，但实施方案并不限于一个预定电压强度。
根据另一实施方案，第一浪涌保护单元150还可以设置成不同于图3所示的方式。例如，不同于图3，所述第一浪涌保护单元150还可以被安装在填谷电路170和第一发光元件包130-1之间，或者被安装在第一发光元件包130-1和第二发光元件包130-2之间。
此外，电流强度调节器140用来调节与第N发光元件包相对应的第二发光元件包130-2(当N＝2的情况下)中的电流强度。例如，电流强度调节器140包括第二电流调节电阻RI和电流强度控制器142。电流强度控制器142还可包括开关元件、比较器、参考电压生成器以及电流源。上述电流强度控制器142的开关元件、比较器、参考电压生成器以及电流源分别对应于图4中的开关元件210、比较器220、参考电压生成器230和电流源240，并且元件结构相同且执行同样的操作。因此，电流强度调节器140可以被实施为集成电路的形式，且可包括引脚A、C、K和M。
在此情况下，参照图4，开关元件210被连接在第一浪涌保护单元150的源极和第二电流调节电阻RI的一端之间，并执行开关操作以响应于开关控制信号。引脚A被连接至第一浪涌保护单元150的源极，引脚C被连接至第二电流调节电阻RI的一端。
例如，尽管如图4所示，开关元件210可以实施为场效应晶体管Q1，但实施方案并不仅限于此。根据另一实施方案，开关元件210还可以实施为双极型晶体管。
场效应晶体管Q1的漏极被连接至第一浪涌保护单元150的源极(即引脚A)，栅极接收开关控制信号，并且Q1的源极被连接至第二电流调节电阻RI的一端(即引脚C)。
比较器220将第二电流调节电阻RI一端(即引脚C)的电压与参考电压进行比较并输出比较结果至开关元件210作为开关控制信号。
参考电压生成器230使用第一浪涌保护单元150的源极(即引脚A)与第二电流调节电阻RI另一端(即引脚K)之间的电压来生成参考电压并将生成的参考电压输出至比较器220。
电流源240被连接在第二电流调节电阻RI的两端之间。
此时，如图4所示的电流强度控制器142还可包括至少一个模式选择器M。该模式选择器M负责控制电流源240的电流。
与此同时，熔断器110被设置在AC外部驱动电压VAC和整流器120之间用于保护发光单元100中包括的元件免受突然出现的高强度电流伤害。
另外，整流器120用来调整AC外部驱动电压VAC并提供经过整流的外部驱动电压到第一至第N发光元件包130-1和130-2以及电流强度调节器140。为此，整流器120可包括桥式二极管BD1、BD2、BD3和BD4。举例来说，整流器120可对AC外部驱动电压进行全波整流。
第二浪涌保护单元160以并联的方式与整流器120连接以保护发光模块100中的元件免受高于所述预定电压的浪涌电压的危害。为此，第二浪涌保护单元160还可包括与整流器120并联连接的变阻器(或金属氧化物变阻器)162。
举例来讲，如果预定电压是800伏特，则第一浪涌保护单元150用于保护发光模块100内的器件免受一小于等于800伏特的浪涌电压的危害，第二浪涌保护单元160用于保护发光模块100内的器件免受大于800伏特的浪涌电压的危害。当发光模块100受到第一浪涌保护单元150的保护，使其免受小于等于800伏特的浪涌电压的危害，发光模块100也可受到第二浪涌保护单元160的保护，使其免受大于800伏特的浪涌电压的危害。也就是说，发光模块100可免于遭受大于等于1000伏特的浪涌电压的危害。
齐纳电阻(Zener resistor)RZ有一端被连接至整流器120与第一发光元件包130-1之间的节点N1，另一端被连接至齐纳二极管ZD的阳极。
齐纳二极管ZD的阳极被连接至齐纳电阻RZ的另一端，其阴极被连接至电流强度调节器140中第二电流调节电阻RI的另一端N2。
与此同时，填谷电路170可降低经过整流器120整流后的外部驱动电压最大值与最小值之间的强度差，并输出经过降低的强度差。
图3所示填谷电路170包括第一至第三二极管DV1-DV3以及第一和第二电容C1和C2。
第一二极管DV1的阳极连接至经过整流的外部驱动电压的低电势，其阴极连接至第一电容C1。
第一电容C1被连接在经过整流的外部驱动电压的高电势与第一二极管DV1的阴极之间。
第二二极管DV2的阳极被连接至第一二极管DV1的阴极，其阴极被连接至第三二极管DV3的阳极。
第三二极管DV3的阳极被连接至第二二极管DV2的阴极，其阴极被连接至经过整流的外部驱动电压的高电势处。
第二电容C2被连接至第二二极管DV2的阴极和经过整流的外部驱动电压的低电势处之间。
下文中，将参考附图描述根据前述实施方案具有上述结构的发光模块100的操作。
图5a至图5c示出，当图3所示发光模块100包括或不包括其中所示填谷电路170时，用于驱动第一至第N发光元件包130-1和130-2的驱动信号(即驱动电压和驱动电流)的波形图。。
参照图5a，AC外部驱动电压300被施加于图3所示的发光模块100中。此时，外部驱动电流302会依据外部驱动电压300的强度而改变。
然后，如图5b所示，图5a中的外部驱动电压300经过整流器120的调整，然后经过整流的外部驱动电压310和外部驱动电流312被输出至填谷电路170。
再参考图3和图5c，在填谷电路170中，第一电容C1和第二电容C2通过充电线路330利用经过整流的外部驱动电压进行充电，直至相当于接收自整流器120的被整流外部驱动电压的中等水平(图5a的时间段“S2”)。当经过整流的外部驱动电压的强度降到低于峰值的低谷期时，节点N1的电压强度将降到相当于经过整流的外部驱动电压的一半。此时，从图5a和5c中可以看到，用于充能第一和第二电容C1、C2的电压320将通过放电通路332和334被输出至节点N1(图5a中的时间段“S1”和“S3”)。如图5a所示，时间段“S1”和“S3”所示过程是重复发生的。
如图1和图5a所示，填谷电路170使经过整流的外部驱动电压310的最大强度MAX与最小强度MIN1之间的强度差d1减小预定强度△L，并输出减小后的强度差至节点N1。由此，来自填谷电路170的信号输出的最大强度MAX与最小强度MIN2之间的强度差d2小于强度差d1，如以下公式2所示，因此闪变现象可以得到改善。
公式2：d2＝d1-△L
举例来讲，预定强度△L可以是总强度d1的40％到50％。
图6示出，当图3所示的发光模块100不包括第一电流调节电阻R1和R2以及第二电流调节电阻RI时，用来驱动第一至第N发光元件包的电流的波形图。
参阅图1和图5b，当按照经过整流的外部驱动电流312的强度变化来控制发光元件包130-1和130-2中的子核132-1-1、132-1-2、132-2-1和132-2-2的打开和关闭操作时，闪变现象就发生在时间段10(PA)中。
相反地，参考图5c和图6可知，时间段PA的大小增加到等于或接近于使用填谷电路170的时间段PB的大小。因此，相对于图1，用于驱动第一到第N发光元件包130-1和130-2的电流平均值400有所增加。即闪变现象可以通过移除子核132-1-1、132-1-2、132-2-1和132-2-2的关状态时间段PA得到改善。
在关于子核132-1-1、132-1-2、132-2-1和132-2-2的开、关状态的细节描述之前，下文将对与开/关控制器134-1和134-2的实施方案对应的用于图4所示电路200以及电流强度控制器142的操作进行描述。
使用引脚A和引脚K之间的电压，参考电压生成器230生成并输出参考电压到比较器220。当应用到正输入端(+)的参考电压强度高于降至引脚C的电压时，比较器220输出具有“高”逻辑电平的开关控制信号。然而，当施加于负输入端(-)的降至引脚C的电压高于施加至正输入端(+)的参考电压时，比较器220输出“低”逻辑电平的开关控制信号。
此时，与开关元件210相对应的FET Q1响应于“高”逻辑电平的开关控制信号被打开，而响应于“低”逻辑电平的开关控制信号被关闭。
如果开关元件210被关闭，则电路200将阻断图3所示的发光模块100中对应位置处的电流通路，从而电流将从子核132-1-1和132-1-2或子核132-2-1和132-2-2中通过。如果开关元件210被打开，则电路200在相应位置形成电流通路，从而电流不从子核132-1-2或子核132-2-2中通过。
举例来说，当电路200对应于图3所示的开/关控制器134-1时，如果电路200被关闭，则流经节点N1的驱动电流将通过子核132-1-1和132-1-2流至节点N5。然而，当电路200被打开时，则流经节点N1的驱动电路则通过子核132-1-1和电路200而流至节点N5。在此情形下，因为电路200被打开，所以电流不会流至子核132-1-2。如果电路200对应于图3中的开/关控制器134-2或电路强度控制器142，则电路200相应地进行操作。
图7是图3所示的发光模块100包括第一电流调节电阻R1和R2以及第二电流调节电阻RI时用于驱动第一至第N发光元件包130-1和130-2的驱动电流的波形图。
在图3所示的发光模块100中，发光元件包130-1和130-2分别包含第一电流调节电阻R1和R2，电流强度调节器140包含第二电流调节电阻RI。
如果第一电流调节电阻R1和R2的阻值下降，则图6所示的时间段PA和PB内的驱动电流强度将增加到或者增加至接近如图7所示的时间段PC的电流强度。另外，如果第二电流调节电阻RI的阻值增加，图6所示时间段PD的驱动电流将降低至如图7所示。因此，用于驱动第一至第N发光元件包130-1和130-2的电流平均值410相对于图6所示有所增加，因此闪变现象指数可进一步降低。
下文中，基于前文所述的内容，将描述熔断器110、整流器120、填谷电流170和电路134-1、电路134-2、电路142以及图3所示发光模块100中的子核132-1-1、132-1-2、132-2-1、132-2-2的开和关的运行。
图8a至图8c示出以图6和图7所示的形状施加驱动电流时，子核132-1-1、132-1-2、132-2-1、132-2-2被打开和被关闭的状态。
为了方便描述，在图8a至8c中，子核132-1-1、132-1-2、132-2-1和132-2-2被分别用“LED4”、“LED1”、“LED3”和“LED2”来表示。第一和第二开/关控制器134-1和134-2被分别用“U1”和“U2”来表示，电流强度控制器142用“U3”来表示。
首先，先来描述当施加至节点N1的驱动电流具有图6所示波形时，图3所示的发光模块100的操作。
在时间段PA和PB中内，发光模块100的操作如图8a所示。即，参考图8a，在时间段PA和PB内，U1至U3被打开来形成通路，由此电流按照箭头方向①流动。因此，LED4和LED3是被打开的，LED1和LED2是被关闭的。
另外，在时间段PC内，发光模块100的操作如图8b所示。即，参考图8b，在时间段PC内，U1是关闭的，U2和U3被打开用以形成通路，由此电流按照箭头方向②流动。因此，LED4、LED1、和LED3是被打开的，LED2是被关闭的。
再有，在时间段PD内，发光模块100的操作如图8c所示。即，参考图8c，在时间段PD内，U1和U2是关闭的，只有U3被打开以形成通路，由此电流按照箭头方向③流动。因此，LED1、LED2、LED3和LED4全部被打开。
接下来将描述当施加至节点N1的驱动电流具有图7所示波形时，图3所示的发光模块100的操作。
在时间段PA、PB和PC内，发光模块100的运行方式如图8b所示。即，参考图8b，在时间段PA、PB和PC内，U1被关闭，U2和U3被打开以形成通路，由此电流按照箭头方向②流动。因此，LED4、LED1、LED3是打开的，只有LED2是关闭的。
另外，在时间段PD内，发光模块100的运行方式如图8c所示。即，参考图8c，在时间段PD内，U1和U2是关闭的，只有U3被打开以形成通路，由此电流按照箭头方向③流动。因此，LED1、LED2、LED3和LED4全部是打开的。此时，如果第二电流调节电阻RI的阻值大，则时间段PD的电流强度可能从图6所示状态减小至图7所示状态。
图6和图7中，时间段PA、PB、PC和PD中的每一个时间段内，LED1至LED4的运行状态和U1至U3的运行状态如以下表1所示。
表1
类别 图7中的PA和PB 图7中的PC 图7中的PD 图8中的PA、PB和PC 图8中的PD
LED1 X O O O O
LED2 X X O X O
LED3 O O O O O
LED4 O O O O O
U1 O X X X X
U2 O O X O X
U3 O O O O O
其中的，“O”表示开，“X”表示关。
与此同时，如果流入图4所示的用以实施第一和第二开/关控制器134-1和134-2以及电流强度控制器142的电路200的电流值是设置为不同，则电流值将根据时间段PA、PB、PC和PD而被调整，由此电流值的最大值MAX与最小值MIN2之间的差会减小，从而改善了闪变现象。
另外，如果使用如图5b所示的驱动信号，则发光单元100的THD是11％，PF是99％，纹波系数是100％。相反的，如果发光模块100包含填谷电路170，即如果使用如图5c所示的驱动信号，则发光模块100的THD是22％，PF是96％，纹波系数是34.2％。由此可见，如果使用填谷电路170，纹波系数会减小到40％或更小。此时，如果图1所示关闭时间段PA的大小增加至如图5b和图6所示，则公式1所示的闪变指数会减小。
进一步，根据本实施方案，第一电流调节电阻R1和R2的阻值减小，使得图6所示时间段PA和PB的电流强度增加到图7所示时间段PC的电流强度，或者增加到接近图7所示时间段PC的电流强度。另外，第二电流调整电阻RI的阻值增大，使得图6所示时间段PD的电流强度减小到如图7所示。在此情况下，图6所示驱动电流的平均值400增大到图7所示的平均值410。因此，由前文公式1可见，闪变现象指数将进一步减小。
如前文所述，如果使用填谷电路170来调节第一电流调节电阻R1和R2的阻值以及第二电流调节电阻RI的阻值以改善闪变现象指数，则THD变为25％，PF可变为95％。
另外，因为参照实施方案所述的发光模块100包括第一浪涌保护单元150，所以可保护发光模块免受高浪涌电压的危害。
尽管已经公开了优选实施方案，但这些方案仅仅是纯粹的示例，并不限制本公开的内容。本领域一般技术人员还可能获取多种改进方案或应用方案，而不会脱离上述的实施方案。例如，上述实施方案所描述的一些组件也可能加以改进及具体实施。进一步，与这些改进方案和应用方案相关的差异也应当被视作本发明权利要求书所揭示的内容范围之内。
应用本发明的实施例
在最佳实施例中，揭露了多个实施方案来阐述本公开的内容。
产业上的适用性
根据实施方案所述的发光模块可适用于显示设备、指点设备和照明设备等。所述的照明设备包括诸如灯泡、头灯或街灯等。

Claims (20)

1.一种发光模块，包括：
第一至第N发光元件包，所述发光元件包之间以串联方式相互连接，其中N为大于等于1的正整数；以及
电流强度调节器，用以调节流经第N发光元件包的电流强度，其中，所述第一至第N发光元件包中的每一个发光元件包均包括：
发光核，每个发光核包括至少一个发光元件，并包括多个子核，所述多个子核之间以串联或并联的方式相互连接；以及
开/关控制器，被连接在所述多个子核之间，并根据外部驱动电压的强度有选择性地在所述发光核中形成供电流流通的通路，其中，所述第一至第N发光元件包中的至少一个发光元件包还包括第一电流调节电阻，该第一电流调节电阻被连接至所述发光核的输出端，
其中所述开/关控制器包括第一参考电压生成器，该第一参考电压生成器使用所述多个子核间的节点与所述开/关控制器的输出端之间的电压来生成第一参考电压，并且
其中所述开/关控制器通过使用所述第一参考电压在所述发光核中选择性地形成供电流流通的所述通路。
2.根据权利要求1所述的发光模块，其中所述开/关控制器还包括第一电流控制集成电路IC，该第一电流控制集成电路用来控制流入所述发光核的电流。
3.根据权利要求1或2所述的发光模块，还包括第一浪涌保护单元，该第一浪涌保护单元被设置在所述第N发光元件包和所述电流强度调节器之间，用来保护所述发光模块免受小于或等于预定电压的浪涌电压的危害。
4.根据权利要求3所述的发光模块，其中：
所述第一浪涌保护单元包括场效应晶体管，
所述场效应晶体管包括：
连接至所述第N发光元件包的漏极；
用来接收所述外部驱动电压的栅极；和
连接至所述电流强度调节器的源极。
5.根据权利要求1或2所述的发光模块，还包括整流器，该整流器用来调整交流AC外部驱动电压，并提供整流后的外部驱动电压至所述第一至第N发光元件包。
6.根据权利要求5所述的发光模块，还包括第二浪涌保护单元，该第二浪涌保护单元并联连接至所述整流器，用以保护所述发光模块免受大于预定电压的浪涌电压的危害。
7.根据权利要求6所述的发光模块，其中所述第二浪涌保护单元包括变阻器，该变阻器并联连接至所述整流器。
8.根据权利要求5所述的发光模块，还包括熔断器，该熔断器被设置在所述交流外部驱动电压和所述整流器之间。
9.根据权利要求5所述的发光模块，还包括：
齐纳电阻，该齐纳电阻的一端连接至位于所述整流器和所述第一发光元件包之间的第一节点；以及
齐纳二极管，该齐纳二极管的阳极连接至所述齐纳电阻的另一端，阴极连接至所述电流强度调节器。
10.根据权利要求1或2所述的发光模块，其中所述多个子核包括：
第一子核，包括相互并联连接的多个发光元件；以及
第二子核，串联连接至所述第一子核并包括相互并联连接的多个发光元件。
11.根据权利要求1或2所述的发光模块，其中，所述开/关控制器还包括：
第一开关元件，连接在所述多个子核间的节点与所述发光核的输出端之间，用以响应于第一开关控制信号来执行开关动作；
第一比较器，比较所述发光核的所述输出端的电压和所述第一参考电压，并输出比较结果作为所述第一开关控制信号；以及
第一电流源，连接在所述发光核的所述输出端与所述开/关控制器的所述输出端之间。
12.根据权利要求11所述的发光模块，其中，所述开/关控制器还包括第一模式选择器，用来控制所述第一电流源的电流。
13.根据权利要求4所述的发光模块，其中，所述电流强度调节器包括：
第二电流调节电阻；
第二开关元件，连接在所述源极和所述第二电流调节电阻的一端之间，用以响应于第二开关控制信号来执行开关动作；
第二比较器，比较所述第二电流调节电阻一端的电压与第二参考电压，并输出比较结果作为所述第二开关控制信号；
第二参考电压生成器，使用所述源极与所述第二电流调节电阻另一端之间的电压来生成所述第二参考电压；以及
第二电流源，连接在所述第二电流调节电阻的两端之间。
14.根据权利要求13所述的发光模块，还包括第二模式选择器，用来控制所述第二电流源的电流。
15.根据权利要求5所述的发光模块，还包括填谷电路，用来减少所述整流后外部驱动电压的最大值与最小值之间的强度差，并输出该强度差。
16.根据权利要求15所述的发光模块，其中所述填谷电路包括：
第一二极管，包括一阳极被连接至所述整流后外部驱动电压的低电势位；
第一电容，连接在所述整流后外部驱动电压的高电势位与所述第一二极管的阴极之间；
第二二极管，包括一阳极被连接至所述第一二极管的阴极；
第三二极管，包括阳极和阴极，该阳极和阴极分别被连接至所述第二二极管的阴极和所述整流后外部驱动电压的所述高电势位；以及
第二电容，连接在所述第二二极管的阴极与所述整流后外部驱动电压的所述低电势位之间。
17.根据权利要求15所述的发光模块，还包括第一浪涌保护电路，该第一浪涌保护电路被设置在所述填谷电路和所述第一发光元件包之间，用来保护所述发光模块免受小于或等于预定电压的浪涌电压的危害。
18.根据权利要求1或2所述的发光模块，还包括第一浪涌保护电路，该第一浪涌保护电路被设置在所述第一发光元件包和所述第二发光元件包之间，用来保护所述发光模块免受小于或等于预定电压的浪涌电压的危害。
19.根据权利要求15所述的发光模块，其中，所述强度差被减少了预定强度，该预定强度为所述强度差的40％至50％之间。
20.一种发光模块，包括：
第一至第N发光元件包，所述第一至第N发光元件包相互之间电连接，其中N为大于或等于1的正整数；
整流器，用来调整交流AC外部驱动电压；以及
填谷电路，用来减少经过所述整流器整流过的所述外部驱动电压的最大值和最小值之间的差值，并将强度被减小的外部驱动电压输出至第一至第N发光元件包；
其中，所述第一至第N发光元件包中的每一个发光元件包包括：
发光核，每个发光核包括至少一个发光元件并包括多个子核，所述多个子核相互串联或并联连接；以及
开/关控制器，连接在所述多个子核之间，并根据所述外部驱动电压的减小强度有选择性地在所述发光核中形成供电流通过的通路，
其中所述开/关控制器包括第一参考电压生成器，该第一参考电压生成器使用所述多个子核间的节点与所述开/关控制器的输出端之间的电压来生成第一参考电压，并且
其中所述开/关控制器通过使用所述第一参考电压在所述发光核中选择性地形成供电流流通的所述通路。
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